分散染料在D5中的染色

東華大學(xué)化學(xué)化工與生物工程學(xué)院，教育部生態(tài)紡織科技重點實驗室，上海 201620

在環(huán)保壓力非常巨大的21世紀，紡織品的染色加工存在高能耗、高水耗等問題，這嚴重阻礙了紡織行業(yè)的發(fā)展。尤其是合成纖維及其制品，其染色溫度需超過纖維的玻璃化溫度(Tg)。因此，采用分散染料對合成纖維及其制品進行染色時，必須使用壓力容器，設(shè)備投資大，能耗高，淡水需求量大，污染也很嚴重[1]。分散染料染色都是利用耐高溫的勻染劑、分散劑、增溶劑等復(fù)配物作為助劑，使分散染料盡可能地均勻分散于介質(zhì)中，然后在適當?shù)臏囟?、壓力等工藝條件下進行的。染色結(jié)束后，由于染料和助劑沒有被全部利用，染色廢水中的污染物很多。在印染工業(yè)中，滌綸及其混紡織物占很大比例，它們都需要用分散染料進行染色和印花，因此，亟待尋求更加綠色、環(huán)保、低能耗的染色方法[2]。

近年來，一種非水液態(tài)物質(zhì)——D5因具有環(huán)保生態(tài)性能及優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì)正逐漸進入人們的視野，已得到諸多研究者關(guān)注并進行了相關(guān)研究，當前已成功地應(yīng)用于許多行業(yè)和領(lǐng)域[3]。D5作為一種無色、無味且容易蒸發(fā)的清潔、生態(tài)型化學(xué)試劑，現(xiàn)已應(yīng)用于除汗劑、洗發(fā)香波等日常護理用品中。高先云等[3]進行了對比試驗，利用D5和自然水分別對污物進行洗滌，比較兩者的洗滌效果，并對D5作為洗滌劑的應(yīng)用性、優(yōu)點及不足做出全面的分析。結(jié)果表明，D5具有良好的洗滌性能，而且生態(tài)友好、危險性低。萬偉等[4]制備了D5反膠束體系，實現(xiàn)了在活性染料染色過程中不使用或者使用極少量的中性電解質(zhì)促染，并探討了活性染料染色的低鹽、少鹽甚至無鹽工藝。魯鳳鳴等[5]通過初期的試驗發(fā)現(xiàn)，無論是當前國內(nèi)外生產(chǎn)的商品化分散染料，還是未加入任何助劑的分散染料純凈物，都可以在D5中發(fā)生一定的溶解，且它們在D5中的溶解度遠大于其在水中的溶解度。

分散染料的分子結(jié)構(gòu)一般是偶氮類或蒽醌類的，這兩種分子結(jié)構(gòu)的分散染料占分散染料的絕大多數(shù)。分散染料按染色溫度分為高溫型(S型)、中溫型(SE型)和低溫型(E型)。分散染料的上染過程實際上是單分子狀態(tài)的分散染料進入纖維無定形區(qū)的過程。染色完成后，染色溫度逐漸下降至纖維的Tg以下，染料分子被凝結(jié)在纖維中，不再溶出，使纖維獲得顏色且染色牢度較高[6]。

分散染料的傳統(tǒng)染色方法主要有載體染色法、高溫高壓染色法和熱熔染色法，它們都存在能耗大、污染嚴重的缺點。目前，研究人員正在尋找新的分散染料染色方法，以替代上述三種染色方法。

(1) 載體染色法是利用載體(即助劑)對滌綸等合成纖維的增塑膨化作用，使分散染料能在常壓和低于100 ℃的條件下上染纖維的一種染色方法[7]。載體染色法主要利用載體的相對分子質(zhì)量小、具有雙親性或?qū)w維有較大的直接性，使分散染料在100 ℃左右上染滌綸或滌/錦混紡等合成纖維織物。

(2) 高溫高壓染色法是在130 ℃的密封高溫高壓設(shè)備中進行的一種濕熱(水相)的染色方法[8]。

(3) 熱熔染色法是在180～220 ℃的干熱條件下，使分散染料在纖維上發(fā)生固著的連續(xù)軋染的一種染色方法[9]。

滌綸織物的超分子結(jié)構(gòu)中，分子排列很密集，縫隙很小，因此滌綸織物具有優(yōu)異的耐熱性。纖維的耐熱性良好反映在染色性能上是纖維具有很高的熱分解點和熔點，并且在高溫下染色不會使纖維的強度損失很多。若對滌綸織物進行熱定型處理，纖維結(jié)晶度會更高，纖維尺寸穩(wěn)定性更強。未經(jīng)熱定型處理的滌綸織物的結(jié)晶度、取向度較低，尺寸穩(wěn)定性較差，其玻璃化溫度較低(一般在60～70 ℃)；經(jīng)過熱定型處理的滌綸織物，其玻璃化溫度提高至120～130 ℃。纖維的Tg對纖維、紗線、織物三個層次的紡織材料的染色性能和應(yīng)用性能的影響很大。當溫度在220 ℃左右時，滌綸織物分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，發(fā)生解取向，但是此溫度不足以破壞分子晶格結(jié)構(gòu)。在使用滌綸織物及其制品的過程中，外界溫度一般以220 ℃為臨界，確保纖維分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。滌綸織物的吸濕率很低，幾乎不吸水，因此滌綸織物的干強和濕強接近，而且滌綸織物的耐熱性良好，在熱熔染色的溫度條件下，滌綸織物的強度不會有很大的損失。滌綸織物的纖維分子結(jié)構(gòu)緊密，在常溫條件下，其他物質(zhì)難以進入纖維分子內(nèi)部，因此加入助劑不會對纖維分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著的破壞，這反映在染色性能上就是滌綸織物及其制品有良好的耐酸、耐堿、還原、氧化的性質(zhì)，可以根據(jù)實際需要加入助劑而不會影響滌綸織物的纖維分子結(jié)構(gòu)[10]。

滌/錦混紡織物是常用織物中非常重要的一種紡織品。滌/錦混紡織物染色通常使用水作為介質(zhì)，對環(huán)境和生態(tài)都產(chǎn)生了一定的負面影響。當前，為了改善使用分散染料對滌/錦混紡織物染色所造成的嚴重水污染，人們做了很多努力，如探索環(huán)保染色工藝及研發(fā)高效節(jié)能廢水處理技術(shù)等，并取得了一定的效果。但是，使用水作為介質(zhì)的常規(guī)染色方法還伴隨著大量用水這個缺陷，染色過程所造成的水資源污染這一嚴重問題不能得以根治。因此，要真正地從根本上解決上述問題，必須研發(fā)生態(tài)染色技術(shù)，當前有價值的探索就是應(yīng)用非水介質(zhì)染色或者少水染色技術(shù)。目前，國內(nèi)外研究較多的無水染色方法有有機溶劑染色法、真空升華染色法和超臨界二氧化碳染色法等。

本試驗采用D5作為介質(zhì)，并采用分散染料純凈物進行染色，探索分散染料在D5中上染滌綸織物和滌/錦混紡織物的可行性。

1 試驗部分

1.1 材料及儀器

1.1.1 材料

(1) 滌綸織物：經(jīng)緯密分別為96、75根/(5 cm)，經(jīng)緯紗線密度均為40.00 tex。

(2) 滌/錦混紡織物：經(jīng)緯紗線密度均為16.67 tex(150 den)/72 f，兩種纖維的混比(體積比)為85 ∶15。

1.1.2 儀器

Color i5-電腦測色配色儀、DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器、DK-98-Ⅱ電子調(diào)溫型萬用電阻爐等。

1.2 試驗方法

1.2.1 制備分散染料純凈物

分散染料的提純方法有很多種。本試驗采用脂肪萃取器進行提純，因為這種方法操作較簡單，分散染料純凈物的獲得率高。

提純步驟：首先，稱取商品化分散染料20 g，用濾紙包住后放入脂肪萃取器；接著，在脂肪萃取器的圓底燒瓶中加入乙醇150 mL，使用水浴鍋加熱萃取6～8 h；然后，將得到的萃取液靜置24 h，使得其中的染料充分結(jié)晶，再經(jīng)過濾得到濾餅；最后，將濾餅放入烘箱內(nèi)進行干燥，制得分散染料純凈物。

1.2.2 以D5為介質(zhì)進行染色試驗

染色工藝條件：織物適量，染料濃度0.5%(owf)，染色溫度 110～140 ℃，浴比 (20～40) ∶1(質(zhì)量比，下文同)，保溫時間60～80 min。

試驗步驟：首先，稱取適量織物，計算出所需的染料和D5用量；然后，量取一定量的D5配制染液，加熱并充分攪拌，使染料均勻溶解后進行染色。染色過程從室溫開始，染液在80 ℃以前以2 ℃/min的速度升溫，80 ℃以后以1 ℃/min的速度升溫，升溫至相應(yīng)溫度后保溫并開始染色。染色完畢后，染浴緩慢降溫至50 ℃，取出染色樣，再經(jīng)還原清洗、水洗、烘干，最后測試上染性能。

1.2.3 染色深度的測定

采用Color i5-電腦測色配色儀測定染色樣的表觀染色深度(即K/S值)，并計算K/S平均值和K/S方差。

1.2.4 染料的提升性探索

采用不同種類的分散染料，以D5為介質(zhì)，在不同染料濃度下進行染色試驗，其他工藝條件：染色溫度120 ℃，浴比40 ∶1，保溫時間60 min。染色完成后，對染色樣的K/S值進行測試，并計算其平均值和方差，由此評價以D5為介質(zhì)時染料的提升性。

1.2.5 最佳保溫時間探索

采用不同種類的分散染料，以D5為介質(zhì)，在不同保溫時間下進行染色試驗，其他工藝條件：染料濃度0.5%(owf)，染色溫度120 ℃，浴比40 ∶1。染色完成后，對染色樣的K/S值進行測試，并計算其平均值和方差，由此評價以D5為介質(zhì)時染色樣在不同保溫時間條件下的得色情況，獲得不同種類的分散染料的最佳保溫時間。

1.2.6 最佳染色溫度探索

采用不同種類的分散染料，以D5為介質(zhì)，在不同染色溫度下進行染色試驗，其他工藝條件：染料濃度0.5%(owf)，浴比40 ∶1，保溫時間60 min。染色完成后，對染色樣的K/S值進行測試，并計算其平均值和方差，由此評價以D5為介質(zhì)時染色樣在不同染色溫度條件下的得色情況，得到不同種類的分散染料的最佳染色溫度。

1.2.7 最佳助劑探索

染料采用分散紅ACE，以D5為介質(zhì)，利用不同助劑對滌/錦混紡織物進行染色試驗，其他工藝條件：染料濃度0.5%(owf)，染色溫度120 ℃，浴比40 ∶1，染色時間60 min。染色完成后，對染色樣的K/S值進行測試，并計算其平均值和方差，由此評價以D5為介質(zhì)時利用不同助劑染色所得染色樣的得色情況，得到最佳助劑。

1.2.8 最佳染色浴比探索

染料采用分散紅ACE，以D5為介質(zhì)，在不同浴比下對滌/錦混紡織物進行染色試驗，其他工藝條件：染料濃度0.5%(owf)，染色溫度120 ℃，保溫時間60 min。染色完成后，對染色樣的K/S值進行測試，并計算其平均值和方差，由此評價以D5為介質(zhì)時染色樣在不同浴比條件下的得色情況，得到最佳染色浴比。

1.2.9 染色樣的斷裂強力和摩擦色牢度的測試

染色樣的斷裂強力測試參照GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定(條樣法)》進行。

染色樣的摩擦色牢度測試參照GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》進行。

2 結(jié)果與討論

2.1 染料的提升性

2.1.1 不同染料濃度下分散紅ACE的提升性

以D5為介質(zhì)，在其他工藝條件不變的情況下(染色溫度120 ℃，浴比40 ∶1，保溫時間60 min)，改變?nèi)玖蠞舛?，分散紅ACE上染滌綸織物和滌/錦混紡織物的得色情況分別見表1、表2。

表1 不同染料濃度下分散紅ACE上染滌綸織物的得色情況

表2 不同染料濃度下分散紅ACE上染滌/錦混紡織物的得色情況

由表1和表2中的數(shù)據(jù)可知，采用分散紅ACE上染滌綸織物和滌/錦混紡織物，隨著染料濃度增加，染色樣的K/S平均值發(fā)生不同的變化，說明染色深度也發(fā)生不同的變化。對于滌綸織物，染料濃度為2.5%(owf)時，染色樣的K/S平均值仍呈上升趨勢，說明要想獲得最大的K/S平均值，所對應(yīng)的染料濃度有待進一步試驗；染料濃度為1.5%(owf)時，染色樣的K/S方差最小，初步判斷此時勻染性最好。對于滌/錦混紡織物，染料濃度為6.0%(owf)時，染色樣的K/S平均值最大，染料濃度繼續(xù)提高，染色樣的K/S平均值呈緩慢下降趨勢，說明染料濃度為6.0%(owf)時染色樣獲得最大染料上染量；染料濃度為2.0%(owf)時，染色樣的K/S方差最小，隨著染料濃度增加，染色樣的K/S方差逐漸增大，說明勻染性逐漸變差，因此初步判斷染料濃度為2.0%(owf)時勻染性最好。

2.1.2 不同染料濃度下分散黃SE-RL的提升性

以D5為介質(zhì)，在其他工藝條件不變的情況下(染色溫度120 ℃，浴比40 ∶1，保溫時間60 min)，改變?nèi)玖蠞舛?，分散黃SE-4RL上染滌綸織物和滌/錦混紡織物的得色情況分別見表3、表4。

表3 不同染料濃度下分散黃SE-RL上染滌綸織物的得色情況

表4 不同染料濃度下分散黃SE-RL上染滌/錦混紡織物的得色情況

由表3和表4中的數(shù)據(jù)可知，采用分散黃SE-RL上染滌綸織物和滌/錦混紡織物，隨著染料濃度增加，染色樣的K/S平均值發(fā)生不同的變化，說明染色深度也發(fā)生不同的變化。對于滌綸織物，染料濃度為4.0%(owf)時，染色樣的K/S平均值最大，繼續(xù)增加染料濃度，染色樣的K/S平均值開始減小，說明染料濃度為4.0%(owf)時染色樣獲得最大染料上染量；染料濃度為2.0%(owf)時，染色樣的K/S方差最小，初步判斷此時勻染性最好。對于滌/錦混紡織物，染料濃度為5.0%(owf)時，染色樣的K/S平均值最大，但染料濃度為2.0%(owf)時，染色樣的K/S平均值居中，考慮到環(huán)保和資源節(jié)約，初步確定2.0%(owf)為最佳染料濃度；染料濃度為2.0%(owf)時，染色樣的K/S方差最小，初步判斷此時勻染性最好。

2.1.3 不同染料濃度下分散棕S-2BL的提升性

以D5為介質(zhì)，在其他工藝條件不變的情況下(染色溫度120 ℃，浴比40 ∶1，保溫時間60 min)，改變?nèi)玖蠞舛龋稚⒆豐-2BL上染滌綸織物和滌/錦混紡織物的得色情況分別見表5、表6。

表5 不同染料濃度下分散棕S-2BL上染滌綸織物的得色情況

表6 不同染料濃度下分散棕S-2BL上染滌/錦混紡織物的得色情況

由表5和表6中的數(shù)據(jù)可知，采用分散棕S-2BL上染滌綸織物和滌/錦混紡織物，隨著染料濃度增加，兩種染色樣的K/S平均值都增大，說明得色越深。對于滌綸織物，染料濃度為2.5%(owf)時，染色樣的K/S平均值較大，與染料濃度為2.0%(owf)時相差不多，考慮到資源節(jié)約，初步判斷染料濃度為2.0%(owf)時染色樣獲得最大染料上染量；染料濃度為0.5%(owf)，染色樣的K/S方差最小，初步判斷此時勻染性最好。對于滌/錦混紡織物，染料濃度為2.5%(owf)時，染色樣的K/S平均值仍呈逐漸增加趨勢，說明要想獲得最大的染料上染量，所對應(yīng)的染料濃度有待進一步試驗；染料濃度為1.0%(owf)時，染色樣的K/S方差最小，初步判斷此時勻染性最好。

2.2 最佳保溫時間

2.2.1 分散紅ACE的最佳保溫時間

以D5為介質(zhì)，在其他工藝條件不變的情況下[染料濃度0.5%(owf)，染色溫度120 ℃，浴比40 ∶1]，改變保溫時間，分散紅ACE上染滌綸織物和滌/錦混紡織物的得色情況分別見表7、表8。

表7 不同保溫時間下分散紅ACE上染滌綸織物的得色情況

表8 不同保溫時間下分散紅ACE上染滌/錦混紡織物的得色情況

由表7和表8中的數(shù)據(jù)可知，采用分散紅ACE上染滌綸織物和滌/錦混紡織物，隨著保溫時間延長，染色樣的K/S平均值增大，說明得色越深。對于滌綸織物，保溫時間逐漸增加，染色樣的K/S平均值也逐漸增加，保溫時間為80 min時染色樣的K/S平均值最大，說明在本試驗條件范圍內(nèi)，最佳保溫時間為80 min；當保溫時間變化時，染色樣的K/S方差也發(fā)生變化，保溫時間為60 min時染色樣的K/S方差最小，說明此時勻染性最好。對于滌/錦混紡織物，保溫時間逐漸增加，染色樣的K/S平均值也逐漸增加，保溫時間為70 min時染色樣的K/S平均值最大，繼續(xù)延長保溫時間至80 min，染色樣的K/S平均值略微下降，說明在本試驗條件范圍內(nèi)，最佳保溫時間為70 min；當保溫時間變化時，染色樣的K/S方差也發(fā)生變化，保溫時間為60 min時染色樣的K/S方差最小，說明此時勻染性最好。

2.2.2 分散黃SE-RL的最佳保溫時間

以D5為介質(zhì)，在其他工藝條件不變的情況下[染料濃度0.5%(owf)，染色溫度120 ℃，浴比40 ∶1]，改變保溫時間，分散黃SE-RL上染滌綸織物和滌/錦混紡織物的得色情況分別見表9、表10。

表9 不同保溫時間下分散黃SE-RL上染滌綸織物的得色情況

表10 不同保溫時間下分散黃SE-RL上染滌/錦混紡織物的得色情況

由表9和表10中的數(shù)據(jù)可知，采用分散黃SE-RL上染滌綸織物和滌/錦混紡織物，隨著保溫時間增加，兩種染色樣的K/S平均值都增大，說明得色越來越深。保溫時間為80 min時，兩種染色樣的K/S平均值都最大，說明在本試驗條件范圍內(nèi)，最佳保溫時間為80 min。當保溫時間變化時，兩種染色樣的K/S方差也發(fā)生變化，保溫時間為80 min時兩種染色樣的K/S方差最小，說明在本試驗條件范圍內(nèi)，此時勻染性最好。

2.2.3 分散棕S-2BL的最佳保溫時間

以D5為介質(zhì)，在其他工藝條件不變的情況下[染料濃度0.5%(owf)，染色溫度120 ℃，浴比40 ∶1]，改變保溫時間，分散棕S-2BL上染滌綸織物和滌/錦混紡織物的得色情況分別見表11、表12。

表11 不同保溫時間下分散棕S-2BL上染滌綸織物的得色情況

表12 不同保溫時間下分散棕S-2BL上染滌/錦混紡織物的得色情況

由表11和表12中的數(shù)據(jù)可知，采用分散棕S-2BL上染滌綸織物和滌/錦混紡織物，隨著保溫時間增加，染色樣的K/S平均值基本呈逐漸增大趨勢，說明得色越來越深。對于滌綸織物，保溫時間從50 min延長至70 min，染色樣的K/S平均值逐漸增加，保溫時間為70 min時染色樣的K/S平均值最大，繼續(xù)延長保溫時間至80 min，染色樣的K/S平均值有所下降，說明最佳保溫時間為70 min；隨著保溫時間延長，染色樣的K/S方差逐漸減小，保溫時間為80 min時染色樣的K/S方差最小，說明在本試驗條件范圍內(nèi)，此時勻染性最好。對于滌/錦混紡織物，保溫時間逐漸增加，染色樣的K/S平均值逐漸提高，保溫時間為80 min時染色樣的K/S平均值最大，說明在本試驗條件范圍內(nèi)，最佳保溫時間為80 min；當保溫時間延長時，染色樣的K/S方差先增大后減小，保溫時間為80 min時染色樣的K/S方差最小，說明此時勻染性最好。

2.3 最佳染色溫度

2.3.1 分散紅ACE的最佳染色溫度

以D5為介質(zhì)，在其他工藝條件不變的情況下[染料濃度0.5%(owf)，浴比40 ∶1，保溫時間60 min]，改變?nèi)旧珳囟?，分散紅ACE上染滌綸織物和滌/錦混紡織物的得色情況分別見表13、表14。

表13 不同染色溫度下分散紅ACE上染滌綸織物的得色情況

表14 不同染色溫度下分散紅ACE上染滌/錦混紡織物的得色情況

由表13和表14中的數(shù)據(jù)可知，采用分散紅ACE上染滌綸織物和滌/錦混紡織物，隨著染色溫度提高，兩種染色樣的K/S平均值都逐漸增大，說明得色越來越深。染色溫度為140 ℃時，兩種染色樣的K/S平均值都最大，說明在本試驗條件范圍內(nèi)，兩種織物的最佳染色溫度均為140 ℃。當染色溫度變化時，染色樣的K/S方差也發(fā)生變化，染色溫度為135 ℃時，兩種染色樣的K/S方差都最小，說明此時勻染性最好。

2.3.2 分散黃SE-RL的最佳染色溫度

以D5為介質(zhì)，在其他工藝條件不變的情況下[染料濃度0.5%(owf)，浴比40 ∶1，保溫時間60 min]，改變?nèi)旧珳囟龋稚ⅫSSE-RL上染滌綸織物和滌/錦混紡織物的得色情況分別見表15、表16。

表15 不同染色溫度下分散黃SE-RL上染滌綸織物的得色情況

表16 不同染色溫度下分散黃SE-RL上染滌/錦混紡織物的得色情況

由表15和表16中的數(shù)據(jù)可知，采用分散黃SE-RL上染滌綸織物和滌/錦混紡織物，隨著染色溫度提高，兩種染色樣的K/S平均值發(fā)生不同的變化，說明染色樣的得色也發(fā)生不同的變化。對于滌綸織物，隨著染色溫度提高，染色樣的K/S平均值總體呈逐漸增加趨勢，染色溫度為140 ℃時染色樣的K/S平均值最大，說明在本試驗條件范圍內(nèi)，最佳染色溫度為140 ℃；染色溫度變化時，染色樣的K/S方差呈無規(guī)律變化，染色溫度為120 ℃染色樣的K/S方差最小，說明此時勻染性最好。對于滌/錦混紡織物，隨著染色溫度逐漸上升，染色樣的K/S平均值首先逐漸增加，在染色溫度為130 ℃時染色樣的K/S平均值達到最大，繼續(xù)提高染色溫度，染色樣的K/S平均值開始下降，說明最佳染色溫度為130 ℃；染色溫度逐漸提高，染色樣的K/S方差先提高然后下降，染色溫度為140 ℃時染色樣的K/S方差最小，說明在本試驗條件范圍內(nèi)，此時勻染性最好。

2.3.3 分散棕S-2BL的最佳染色溫度

以D5為介質(zhì)，在其他工藝條件不變的情況下[染料濃度0.5%(owf)，浴比40 ∶1，保溫時間60 min]，改變?nèi)旧珳囟?，分散棕S-2BL上染滌綸織物和滌/錦混紡織物的得色情況分別見表17、表18。

表17 不同染色溫度下分散棕S-2BL上染滌綸織物的得色情況

表18 不同染色溫度下分散棕S-2BL上染滌/錦混紡織物的得色情況

由表17和表18中的數(shù)據(jù)可知，采用分散棕S-2BL上染滌綸織物和滌/錦混紡織物，隨著染色溫度提高，兩種染色樣的K/S平均值發(fā)生不同變化，說明染色樣的得色也發(fā)生不同變化。對于滌綸織物，隨著染色溫度逐漸提高，染色樣的K/S平均值首先逐漸增加，在染色溫度為130 ℃時染色樣的K/S平均值達到最大，繼續(xù)提高染色溫度，染色樣的K/S平均值開始下降，說明最佳染色溫度為130 ℃；染色溫度變化時，染色樣的K/S方差也發(fā)生變化但沒有規(guī)律，在染色溫度為140 ℃時染色樣的K/S方差最小，說明在本試驗條件范圍內(nèi)，此時勻染性最好。對于滌/錦混紡織物，染色溫度逐漸提高，染色樣的K/S平均值先逐漸增加，在染色溫度為130 ℃時染色樣的K/S平均值達到最大，繼續(xù)提高染色溫度，染色樣的K/S平均值逐漸減小，說明最佳染色溫度為130 ℃；染色溫度變化時，染色樣的K/S方差也發(fā)生變化，染色溫度為140 ℃時染色樣的K/S方差最小，說明在本試驗條件范圍內(nèi)，此時勻染性最好。

2.4 最佳助劑

以D5為介質(zhì)，在其他工藝條件不變的情況下[染料濃度0.5%(owf)，染色溫度120 ℃，浴比40 ∶1，保溫時間60 min，助劑用量為織物質(zhì)量的5.0%]，利用不同助劑(自然水、丙酮、無水乙醇、冰醋酸、分散劑NNO)進行染色試驗，分散紅ACE上染滌/錦混紡織物的得色情況見表19。

表19 不同助劑條件下分散紅ACE上染滌/錦混紡織物的得色情況

由表19中的數(shù)據(jù)可知，在以D5為介質(zhì)的分散紅ACE染色體系中加入助劑，染色樣的K/S平均值相較于不使用助劑時(K/S平均值為1.26，詳見表8)都有不同程度的提高，其中冰醋酸的提高效果最顯著；染色樣的K/S方差相較于不使用助劑時(K/S方差為0.008)則都減小，但下降幅度不大。綜合考慮，初步確定冰醋酸為以D5為介質(zhì)時分散紅ACE上染滌/錦混紡織物的最佳助劑。

2.5 最佳染色浴比

以D5為介質(zhì)，在其他工藝條件不變的情況下[染料濃度0.5%(owf)，保溫時間60 min，染色溫度130 ℃]，采用不同浴比(20 ∶1、25 ∶1、30 ∶1、40 ∶1)進行染色試驗，分散紅ACE上染滌/錦混紡織物的得色情況見表20。

表20 不同浴比下分散紅ACE上染滌/錦混紡織物的得色情況

由表20中的數(shù)據(jù)可知，隨著浴比增大，染色樣的K/S平均值逐漸下降，表明得色情況變差；染色樣的K/S方差總體上也呈下降趨勢，但沒有明顯規(guī)律，表明勻染性與浴比呈反比。最佳浴比的選擇需根據(jù)染色樣的得色情況與色差綜合選擇。浴比為20 ∶1時，染色樣的K/S平均值最大，隨著浴比增加，染色樣的K/S平均值下降明顯，而染色樣的K/S方差減小不明顯，即染色樣得色情況下降明顯，而勻染性改善程度較小。因此，根據(jù)節(jié)約資源的宗旨，確定20 ∶1為最佳浴比。

2.6 染色樣的斷裂強力

2.6.1 分散紅ACE染色樣的斷裂強力

在一定的工藝條件下[染料濃度0.5%(owf)，染色溫度120 ℃，浴比40 ∶1，保溫時間60 min]，分別以D5和水為介質(zhì)，采用分散紅ACE對滌綸織物和滌/錦混紡織物進行染色。未染色樣與分散紅ACE染色樣的斷裂強力見表21。

由表21中的數(shù)據(jù)可知，分散紅ACE的D5染色樣與常規(guī)水浴染色樣的斷裂強力的差異很小。由此可知，分散紅ACE以D5為介質(zhì)進行染色對滌綸織物和滌/錦混紡織物的斷裂強力的不利影響很小，表明分散紅ACE以D5為介質(zhì)的高溫常壓染色工藝可行。

表21 未染色樣與分散紅ACE染色樣的斷裂強力 (單位：N)

2.6.2 分散黃SE-RL染色樣的斷裂強力

在一定的工藝條件下[染料濃度0.5%(owf)，染色溫度120 ℃，浴比40 ∶1，保溫時間60 min]，分別以D5和水為介質(zhì)，采用分散黃SE-RL對滌綸織物和滌/錦混紡織物進行染色。未染色樣與分散黃SE-RL染色樣的斷裂強力見表22。

表22 未染色樣與分散黃SE-RL染色樣的斷裂強力 (單位：N)

由表22中的數(shù)據(jù)可知，分散黃SE-RL的D5染色樣與常規(guī)水浴染色樣的斷裂強力的相差很小。由此可知，分散黃SE-RL以D5為介質(zhì)進行染色對滌綸織物和滌/錦混紡織物的斷裂強力的不利影響很小，表明分散黃SE-RL以D5為介質(zhì)的高溫常壓染色工藝可行。

2.6.3 分散棕S--2BL染色樣的斷裂強力

在一定的工藝條件下[染料濃度0.5%(owf)，染色溫度120 ℃，浴比40 ∶1，保溫時間60 min]，分別以D5和水為介質(zhì)，采用分散棕S-2BL對滌綸織物和滌/錦混紡織物進行染色。未染色樣與分散棕S-2BL染色樣的斷裂強力見表23。

表23 未染色樣與分散棕S-2BL染色樣的斷裂強力 (單位：N)

由表23中的數(shù)據(jù)可知，分散棕S-2BL的D5染色樣與常規(guī)水浴染色樣的斷裂強力的差異很小。由此可知，分散棕S-2BL以D5為介質(zhì)進行染色對滌綸織物和滌/錦混紡織物的斷裂強力的不利影響很小，表明分散棕S-2BL以D5為介質(zhì)的高溫常壓染色工藝可行。

2.7 染色樣的摩擦色牢度

在一定的工藝條件下[染料濃度0.5%(owf)，染色溫度120 ℃，浴比40 ∶1，保溫時間60 min]，以D5為介質(zhì)，采用三種分散染料(分散紅ACE、分散黃SE-RL、分散棕S-2BL)對滌綸織物和滌/錦混紡織物進行染色，所得染色樣的摩擦色牢度見表24～表26。

表24 分散紅ACE染色樣的摩擦色牢度 (單位：級)

表25 分散黃SE-RL染色樣的摩擦色牢度 (單位：級)

表26 分散棕S-2BL染色樣的摩擦色牢度 (單位：級)

由表24中的數(shù)據(jù)可知，無論是滌綸織物還是滌/錦混紡織物，分散紅ACE以D5為介質(zhì)所得染色樣的干、濕摩擦色牢度都優(yōu)于相應(yīng)的常規(guī)水浴染色樣，且染色牢度很高。由此可知，分散紅ACE以D5為介質(zhì)在高溫常壓條件下染合成纖維及其制品是可行的，并且優(yōu)于常規(guī)水浴染色。

由表25中的數(shù)據(jù)可知，無論是滌綸織物還是滌/錦混紡織物，分散黃SE-RL以D5為介質(zhì)所得染色樣的干、濕摩擦色牢度都低于相應(yīng)的常規(guī)水浴染色樣，且染色牢度較低。由此可知，分散黃SE-RL以D5為介質(zhì)在高溫常壓條件下染合成纖維及其制品的染色工藝有待改進。

由表26中的數(shù)據(jù)可知，無論是滌綸織物還是滌/錦混紡織物，分散棕S-2BL以D5為介質(zhì)所得染色樣的干、濕摩擦色牢度都低于相應(yīng)的常規(guī)水浴染色樣，且染色牢度較低。由此可知，分散棕S-2BL以D5為介質(zhì)在高溫常壓條件下染合成纖維及其制品的染色工藝有待改進。

3 結(jié)論

本文采用三種分散染料，以D5為介質(zhì)進行染色試驗，結(jié)果表明以D5代替水作為介質(zhì)的染色方法是可行的，并對三種分散染料的最佳染色工藝條件進行考察，同時測試、比較了以D5為介質(zhì)的染色樣與常規(guī)水浴染色樣的斷裂強力和摩擦色牢度。得出：

(1) 以D5為介質(zhì)，分散紅ACE上染滌綸織物的最佳工藝條件為染色溫度140 ℃，浴比20 ∶1，保溫時間80 min，最佳染料濃度有待進一步試驗；分散紅ACE上染滌/錦混紡織物的最佳工藝條件為染料濃度6.0%(owf)，染色溫度140 ℃，浴比20 ∶1，保溫時間80 min；分散黃SE-RL上染滌綸織物的最佳工藝條件為染料濃度4.0%(owf)，染色溫度140 ℃，浴比20 ∶1，保溫時間80 min；分散黃SE-RL上染滌/錦混紡織物的最佳工藝條件為染料濃度5.0%(owf)，染色溫度130 ℃，浴比20 ∶1，保溫時間80 min；分散棕S-2BL上染滌綸織物的最佳工藝條件為染料濃度5.0%(owf)，染色溫度120 ℃，浴比20 ∶1，染色時間70 min；分散棕S-2BL上染滌/錦混紡織物的最佳工藝條件為染料濃度3.0%(owf)，染色溫度130 ℃，浴比20 ∶1，保溫時間80 min。

(2) 分散紅ACE以D5為介質(zhì)染色時加入助劑，染色樣的K/S平均值都有不同程度的提高，其中冰醋酸的提高效果最顯著，初步確定加入冰醋酸最利于分散紅ACE上染。

(3) 對于三種分散染料，以D5為介質(zhì)和以水為介質(zhì)的染色樣，其斷裂強力的差異很小，表明分散染料以D5為介質(zhì)進行染色對滌綸織物和滌/錦混紡織物的斷裂強力的不利影響很小。

(4) 分散紅ACE以D5為介質(zhì)的染色樣的干、濕摩擦色牢度優(yōu)于相應(yīng)的常規(guī)水浴染色樣，分散黃SE-RL及分散棕S-2BL以D5為介質(zhì)的染色樣的干、濕摩擦色牢度均略低于相應(yīng)的常規(guī)水浴染色樣。